برخی مفاهیم موجود در حوزه ساخت و تولید پیچ و مهره احتمالا در ذهن بیشتر افراد مبهم نبوده و به دنبال معانی این اصطلاحات باشند. تنش تسلیم، بار گواه و تنسایل از جمله این مفاهیم یا اعدادی هستند که توسط استاندارد های جهانی تنظیم شدهاند و کلاس های مختلف پیچ مهره را به وجود می آورند.
برای درک بهتر از این مفاهیم بهتر است کمی دقیق تر به مسئله نیروهای وارده بر پیچ و مهره پرداخته شود تا ذهن مخاطبین از ابهام در آمده و کاملا در جریان کار قرار بگیرند. به همین منظور برای تعریف و تفهیم تنش تسلیم از اصلاحات دیگری همچون نقطه الاستیک، پلاستیک و همچنین نقطه تسلیم اجسام فیزیکی را برای شما شرح داده و سپس به سراغ بار گواه و تنسایل پیچ و مهره خواهیم رفت.
توجه داشته باشید که این اصلاحات گفته شده مربوط به جامدات می باشند و در فرایند ساخت و ساز سایر مواد از استاندارد های دیگری بکار گرفته می شود.
تنش تسلیم و مفاهیم مربوط به آن
در تعریف تنش باید بگوییم که نیروی فشاری است که به اجسام فیزیکی جامد وارد می شود و باعث تغییر شکل در سطح اجسام می شود. این تنش موجود در اجسام از جمله پیچ و مهره های صنعتی دارای سه حدالاستیک، پلاستیک و نقطه تسلیم می باشد که هر یک را جداگانه برای شما توضیح خواهیم داد. گفتنی است که برای نشان دادن تنش تسلیم از نماد σ (سیگما) استفاده می شود.
σ=FN/A
نیروی حقیقی وارده بر پیچ و مهره :FN
A: سطح مقطع پیچ و مهره
حد الاستیک : حداکثر تنش یا نیرویی است که بر واحد سطح در یک ماده جامد می تواند قبل از شروع تغییر شکل دائمی ایجاد شود. هنگامی که تنش های موجود در اجسام تا حد الاستیک رفع شوند، مواد اندازه و شکل اصلی خود را به دست می آورند. تنش های فراتر از حد الاستیک باعث تسلیم شدن ماده شده و این یعنی پایان حد الاستیک و وارد شدن به منطقه پلاستیک می باشد.
محصول نهایی پیچ مهره
حد پلاستیک : تغییر شکل یا حد پلاستیک در بسیاری از فرآیندهای تشکیل فلزات مختلف (نورد، پرس، آهنگری) تحت فشارهای بسیار بالا و در دماهای بالا رخ می دهد. تغییر شکل پلاستیک خاصیت جامدات انعطاف پذیر و چکش خوار است و باعث تحمل فشار و جلوگیری از شکستگی پیچ و مهره می شود.
بیشتر بخوانید: تحلیل کارشناسی اتصال پیچی و جوشی
نقطه تسلیم : نقطه تسلیم مرز بین تغییر شکل الاستیک و حد تغییر شکل پلاستیک است و جسم فلزی مانند پیچ و مهره ها قبل از نقطه تسلیم با کشش پیوندهای اتمی خم می شوند. اتم های موجود در اجسام در نقاط فراتر از منطقه تسلیم تا حد توان خود کشیده شده اند و تغییر شکل بیشتر در آن ها رخ می دهند زیرا اتم ها از کنار یکدیگر حرکت و این جابجایی باعث تغییر در اشکال پیچ و مهره ها خواهد شد.
اشنایی با بار گواه (ثابت)
بار گواه مقدار نیرویی است که پیچ و مهره باید بتوانند بدون تغییر شکل آن را تحمل کنند. پیچ و مهره یک عنصر ساختاری است که از اتم ها و مواد مختلف به وجود آماده بنابراین این وصل کننده های صنعتی را می توان با رعایت استاندارد های موجود از فلزاتی مانند فولاد و … تولید و به بازار عرضه کرد.
برای مثال یک پیچ سایز ½-۱۳ باید بتواند حداقل بار ۱۷۰۵۰ پوند بر فوت (IBF·FT) را برای حداقل ده ثانیه و بدون کشیدگی و خمش دائمی نگه دارد. طول پیچ و مهره ها قبل و بعد از آزمایش بار گواه، برای اطمینان از انطباق اندازه گیری می شود.
گفتنی است که مقدار هر بار گواه برابر ۰.۹ تنش تسلیم اجسام می باشد.
تنسایل یا کشش پیچ و مهره
تنسایل پیچ و مهره به معنی کشش مستقیم محوری برای اصلاح و بهسازی آن می باشد. توجه نکردن به این مورد در تولید وصل کننده های صنعتی موجب می شود تا با ایجاد اصطکاک در مراحل مختلف ساخت، پیچ حالت خود را از دست داده و یا کیفیت لازم را نداشته باشد.
در این بخش از تولید پیچ و مهره نیروی مکانیکی فراوانی برای ایجاد گشتاور با فشار هیدرولیکی ساده بکار گرفته می شود. یک بار یکنواخت را در این مسیر می توان برای کشش چند ناودانی یا گل پیچ بطور همزمان اعمال کرد.
بطور کلی کشش یا تنسایل پیچ و مهره به این صورت عمل می کند که بهینه سازی قطعات را از قبل انجام می دهد، و در ادامه کشش های مورد نیاز در آن را قبل از سفت شدن صورت می دهد. دستگاه کشنده به رزوه های پیچ وصل می شود و به فلنج موجود بر روی سطحی در حال پیچش است، فشار می آورد. این مقدار کشش بسیار ثابتی را برای پیچ فراهم می کند و کشش و نیروی گیره ثابت پیچ را تضمین می کند.